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【摘 要】本文提出将“二氧化碳的制备及性质”和“碱的性质”两个知识点创新性地结合在一起，在巩固学生已学知识的同时，激发学生的学习兴趣。对A、B班采取同课异构法，通过统计学生活动时间、学习过程专注度和课后作业正确率等数据，探究创新实验设计对课堂教学的影响。结果显示，创新实验设计不仅可以凸显学生在课堂中的主体地位，还可以促进学生更好地掌握知识。
【关键词】创新实验;设计;初中化学
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2020）34-0150-02
化学是以实验为基础的一门学科，学生要通过实验总结知识点，加强对知识点之间逻辑结构的理解，这样才能获得知识、技能，发展观察、思维能力。基于此，笔者通过总结授课经验、查阅资料对实验进行了创新性设计，这样一来，可以激发学生的学习兴趣，促进他们更好地理解知识点，体会到化学的魅力。本文以“碱的化学性质”为例，探究如何创新实验设计。
1 实验过程
“二氧化碳气体制取”章节中，在检验气体的种类时，教材用了这种方法：将反应生成的气体通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水变浑浊，则证明是CO2。所用原理是CO2可以使澄清石灰水变浑浊，但是学生并不是十分明白其中的原理。而在“碱的性质”一节中，CO2与澄清石灰水反应这一知识点又出现了，而且还是考试的重点。因此，笔者将“二氧化碳的制备及性质”和“酸碱的性质”这两节的实验创新性地结合在一起。
实验试剂及仪器：10%稀盐酸溶液、石灰石、多孔塑料片、氢氧化钠溶液、澄清石灰水、锥形瓶及打孔的胶塞、长颈漏斗、圆底烧瓶、玻璃导气管、针管注射器、弹簧夹、升降台、止水夹、气球等。
实验装置见图1：先将长颈漏斗的导管、导气管、针管注射器插入到打好的胶塞里，然后将一定量的10%的稀盐酸溶液、石灰石、多孔塑料片分别放置于长颈漏斗、1号锥形瓶中，再用两支针管注射器分别抽取6 mL的10%稀盐酸溶液、8 mL的NaOH溶液。
步骤1：打开长颈漏斗的玻璃塞，打开弹簧夹。现象是1号气球由干瘪逐渐变膨胀。这是因为石灰水与稀盐酸反应生成了CO2，增大了气球内部的气压。以“二氧化碳的制备及性质”为导学，既回顾了已学知识，又以气球的变化情况激发了学生的兴趣。
步骤2：关闭弹簧夹，将针管中的NaOH溶液挤压至圆底烧瓶中。现象是1号气球膨胀至一定大小后稳定。这是因为圆底烧瓶中也存在CO2，NaOH溶液吸收了CO2，使得烧瓶内的气压降低，空气被挤压至1号气球内。先引导学生通过气球的膨胀程度初步感知NaOH溶液与CO2可以发生反应，并思考两者发生反应会生成什么物质，然后给学生时间，让他们尝试写出化学反应方程式。
步骤3：将针管中的NaOH溶液挤压至圆底烧瓶中。现象是锥形瓶中产生气泡，1号气球慢慢变瘪，同时2号气球逐渐膨胀至一定大小。这是因为HCl与之前步骤中生成的物质发生了化学反应，生成了某种气体，使烧瓶内部的压力增大了，导致1号气球内的气体被挤压至2号气球内。通过这一反应现象可以验证学生对上述实验的猜想是否正确，激发他们的学习兴趣。
步骤4：用止水夹夹住2号气球的接口，然后将它与装着澄清石灰水的2号锥形瓶连接好，之后打开止水夹。现象是2号气球逐渐变瘪，澄清石灰水变浑浊。这是因为步骤3中产生的气体是CO2，CO2与Ca（OH）2反应生成CaCO3，CaCO3不溶于水，是一种白色沉淀，所以澄清石灰水变浑浊。引导学生设计实验验证自己的猜想，也是对以往知识点的重现，要让学生详细解释这一现象，不死记硬背知识点。Ca（OH）2也是碱，这里也呼应了“碱的化学性质”这一内容。
在上述创新实验设计的基础上详细讲解“酸碱的性质”这一内容，使学生更容易接受，对化学反应方程式有更加深刻的理解。为了探究创新实验设计对课堂教学的影响，笔者对A班和B班采取了同课异构教学法，通过统计学生活动时间、学习过程专注度、课后作业正确率等，探究创新实验设计对课堂教学的影响[1]。
授课过程：
A班：要求学生回忆酸的定义及性质，以此定义碱的性质;通过图片展示生活中常见的碱及碱的检验标准;以CO2和澄清石灰水反应为例，通过动画演示让学生观察实验操作、实验现象。通过提问检验学生碱的性质学习情况;教师解释实验现象、总结实验结论;通过PPT上的习题，让学生总结碱的性质;课后作业为对应的配套练习。
B班：要求学生回忆酸的定义及性质，以定义碱的性质;教师演示上述创新型实验，学生观察如何操作以及实验现象;教师提问实验中的易错点以及易考点，如长颈漏斗的导管以及导气管与液面的关系，如何检验装置的气密性等;教师与学生互动，通过创新实验中气球的状态来讲解碱的性质;通过教材上的习题，教师总结解题的经验及细节;实践活动：①你还能想出哪些碱的性质的实验？②碱与酸的性质有什么异同点？
2 结果与讨论
通过课后看录像回放的方式对学生活动进行统计，结果如图2所示。由图2可知，采用创新实验设计的B班与采用传统模式授课的A班相比，思考与讨论、课堂记录以及回答问题的时间并无很大差异。但是在B班，学生的分组讨论时间以及观察演示实验时间延长了，这在一定程度上凸显了学生的主体地位，让他们能更加自主地学习。
通过课后看录像回放的方式对学生专注度进行统计，得到：在上课的0—10分钟，A班、B班的专注度分别为82%、96%，二者相差不大;但是在10—20分钟，A、B班学生的专注度差别很大，A班的专注度为70%、B班的为97%，这是因为B班的创新性实验中设置了悬念，可以引導学生一步步探索新知识;在20—30分钟，教师主要进行总结和讲解例题，学生的专注度并无很大差别，A班的专注度为92%，B班的为95%;在30—40分钟，B班由教师引导学生做实践性作业，发散思维，激发学生的思考兴趣。
通过批阅课后练习的方式对学生的掌握情况进行统计，得到：对于简单题型，两个班的正确率并无差异;计算题方面，A、B班的差异也不大，但是在简答题和实践题方面差距很明显;对于B班来说，实验中存在的易错、易考点，在学习新课的过程中通过观察实验操作、现象，跟随教师的引导思考原因已经掌握了，而传统教学中的实验、演示都缺乏学生的参与，导致学生的掌握情况不好。实践类题主要考查学生的发散思维能力。由此可知，创新实验设计有助于激发学生的兴趣，使学生联想到更多相关、相似的实验[2]。
通过“碱的化学性质”这一例子可以得出创新实验设计的重要性。由A、B班学生的活动时间、专注度、课后作业准确率可知，创新性实验可以提升学生的课堂参与度、知识掌握情况，对学生的学习有至关重要的影响。
【参考文献】
[1]吴高福.初中化学生活化实验设计探索[J].福建基础教育研究，2020（8）.
[2]徐岩，吴晓红.以电解氯化铜的微型化实验为例谈学生创新能力的培养[J].数理化解题研究，2017（19）.
【作者简介】
郝继龙（1988～），男，山东聊城人，本科，中学二级教师，上海市民办迅行中学。研究方向：化学实验。
【关键词】创新实验;设计;初中化学
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2020）34-0150-02
化学是以实验为基础的一门学科，学生要通过实验总结知识点，加强对知识点之间逻辑结构的理解，这样才能获得知识、技能，发展观察、思维能力。基于此，笔者通过总结授课经验、查阅资料对实验进行了创新性设计，这样一来，可以激发学生的学习兴趣，促进他们更好地理解知识点，体会到化学的魅力。本文以“碱的化学性质”为例，探究如何创新实验设计。
1 实验过程
“二氧化碳气体制取”章节中，在检验气体的种类时，教材用了这种方法：将反应生成的气体通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水变浑浊，则证明是CO2。所用原理是CO2可以使澄清石灰水变浑浊，但是学生并不是十分明白其中的原理。而在“碱的性质”一节中，CO2与澄清石灰水反应这一知识点又出现了，而且还是考试的重点。因此，笔者将“二氧化碳的制备及性质”和“酸碱的性质”这两节的实验创新性地结合在一起。
实验试剂及仪器：10%稀盐酸溶液、石灰石、多孔塑料片、氢氧化钠溶液、澄清石灰水、锥形瓶及打孔的胶塞、长颈漏斗、圆底烧瓶、玻璃导气管、针管注射器、弹簧夹、升降台、止水夹、气球等。
实验装置见图1：先将长颈漏斗的导管、导气管、针管注射器插入到打好的胶塞里，然后将一定量的10%的稀盐酸溶液、石灰石、多孔塑料片分别放置于长颈漏斗、1号锥形瓶中，再用两支针管注射器分别抽取6 mL的10%稀盐酸溶液、8 mL的NaOH溶液。
步骤1：打开长颈漏斗的玻璃塞，打开弹簧夹。现象是1号气球由干瘪逐渐变膨胀。这是因为石灰水与稀盐酸反应生成了CO2，增大了气球内部的气压。以“二氧化碳的制备及性质”为导学，既回顾了已学知识，又以气球的变化情况激发了学生的兴趣。
步骤2：关闭弹簧夹，将针管中的NaOH溶液挤压至圆底烧瓶中。现象是1号气球膨胀至一定大小后稳定。这是因为圆底烧瓶中也存在CO2，NaOH溶液吸收了CO2，使得烧瓶内的气压降低，空气被挤压至1号气球内。先引导学生通过气球的膨胀程度初步感知NaOH溶液与CO2可以发生反应，并思考两者发生反应会生成什么物质，然后给学生时间，让他们尝试写出化学反应方程式。
步骤3：将针管中的NaOH溶液挤压至圆底烧瓶中。现象是锥形瓶中产生气泡，1号气球慢慢变瘪，同时2号气球逐渐膨胀至一定大小。这是因为HCl与之前步骤中生成的物质发生了化学反应，生成了某种气体，使烧瓶内部的压力增大了，导致1号气球内的气体被挤压至2号气球内。通过这一反应现象可以验证学生对上述实验的猜想是否正确，激发他们的学习兴趣。
步骤4：用止水夹夹住2号气球的接口，然后将它与装着澄清石灰水的2号锥形瓶连接好，之后打开止水夹。现象是2号气球逐渐变瘪，澄清石灰水变浑浊。这是因为步骤3中产生的气体是CO2，CO2与Ca（OH）2反应生成CaCO3，CaCO3不溶于水，是一种白色沉淀，所以澄清石灰水变浑浊。引导学生设计实验验证自己的猜想，也是对以往知识点的重现，要让学生详细解释这一现象，不死记硬背知识点。Ca（OH）2也是碱，这里也呼应了“碱的化学性质”这一内容。
在上述创新实验设计的基础上详细讲解“酸碱的性质”这一内容，使学生更容易接受，对化学反应方程式有更加深刻的理解。为了探究创新实验设计对课堂教学的影响，笔者对A班和B班采取了同课异构教学法，通过统计学生活动时间、学习过程专注度、课后作业正确率等，探究创新实验设计对课堂教学的影响[1]。
授课过程：
A班：要求学生回忆酸的定义及性质，以此定义碱的性质;通过图片展示生活中常见的碱及碱的检验标准;以CO2和澄清石灰水反应为例，通过动画演示让学生观察实验操作、实验现象。通过提问检验学生碱的性质学习情况;教师解释实验现象、总结实验结论;通过PPT上的习题，让学生总结碱的性质;课后作业为对应的配套练习。
B班：要求学生回忆酸的定义及性质，以定义碱的性质;教师演示上述创新型实验，学生观察如何操作以及实验现象;教师提问实验中的易错点以及易考点，如长颈漏斗的导管以及导气管与液面的关系，如何检验装置的气密性等;教师与学生互动，通过创新实验中气球的状态来讲解碱的性质;通过教材上的习题，教师总结解题的经验及细节;实践活动：①你还能想出哪些碱的性质的实验？②碱与酸的性质有什么异同点？
2 结果与讨论
通过课后看录像回放的方式对学生活动进行统计，结果如图2所示。由图2可知，采用创新实验设计的B班与采用传统模式授课的A班相比，思考与讨论、课堂记录以及回答问题的时间并无很大差异。但是在B班，学生的分组讨论时间以及观察演示实验时间延长了，这在一定程度上凸显了学生的主体地位，让他们能更加自主地学习。
通过课后看录像回放的方式对学生专注度进行统计，得到：在上课的0—10分钟，A班、B班的专注度分别为82%、96%，二者相差不大;但是在10—20分钟，A、B班学生的专注度差别很大，A班的专注度为70%、B班的为97%，这是因为B班的创新性实验中设置了悬念，可以引導学生一步步探索新知识;在20—30分钟，教师主要进行总结和讲解例题，学生的专注度并无很大差别，A班的专注度为92%，B班的为95%;在30—40分钟，B班由教师引导学生做实践性作业，发散思维，激发学生的思考兴趣。
通过批阅课后练习的方式对学生的掌握情况进行统计，得到：对于简单题型，两个班的正确率并无差异;计算题方面，A、B班的差异也不大，但是在简答题和实践题方面差距很明显;对于B班来说，实验中存在的易错、易考点，在学习新课的过程中通过观察实验操作、现象，跟随教师的引导思考原因已经掌握了，而传统教学中的实验、演示都缺乏学生的参与，导致学生的掌握情况不好。实践类题主要考查学生的发散思维能力。由此可知，创新实验设计有助于激发学生的兴趣，使学生联想到更多相关、相似的实验[2]。
通过“碱的化学性质”这一例子可以得出创新实验设计的重要性。由A、B班学生的活动时间、专注度、课后作业准确率可知，创新性实验可以提升学生的课堂参与度、知识掌握情况，对学生的学习有至关重要的影响。
【参考文献】
[1]吴高福.初中化学生活化实验设计探索[J].福建基础教育研究，2020（8）.
[2]徐岩，吴晓红.以电解氯化铜的微型化实验为例谈学生创新能力的培养[J].数理化解题研究，2017（19）.
【作者简介】
郝继龙（1988～），男，山东聊城人，本科，中学二级教师，上海市民办迅行中学。研究方向：化学实验。